TWI778509B - 增量型編碼器的線路異常診斷方法及診斷裝置 - Google Patents

Abstract

一種增量型編碼器的線路異常診斷方法，包括：由兩組編碼器模組分別接收增量型編碼器發出的包括A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者組成的第一差分訊號，及包括A訊號與

訊號中之一者及B訊號與及

Description

增量型編碼器的線路異常診斷方法及診斷裝置

本發明涉及一種增量型編碼器的診斷方法以及診斷裝置，尤其涉及一種用來診斷馬達的增量型編碼器的輸出線路是否異常的診斷方法以及診斷裝置。

現有的電動車輛動力鏈(powertrain)的應用中，一般是使用馬達來做為驅動，而馬達進行磁場導向控制(field-oriented control,FOC)時，因為考量到電動車輛的控制性能，通常都會採用具有位置回授的控制架構。因此，馬達的編碼器的訊號正確性將會直接影響到馬達的控制性能，因而致關重要。

目前在相關技術中常見的電動車輛，主要都是藉由增量型編碼器來實現馬達位置回授控制。請參見圖1，為相關技術的馬達驅動器的示意圖。

如圖1所示，增量型編碼器11會輸出A/B相差分訊號(differential signal)，此處的A/B相差分訊號包括A訊號、

訊號、B訊號及

訊號。馬達驅動器12會通過內部的兩組差分線接收器(Differential line receiver)121來分別接收兩對差分訊號(即，一組差分線接收器121接收A訊號及

訊號，另一組差分線接收器121接收B訊號及

訊號)，並且分別對所接收的差分訊號進行雜訊過濾，以產生兩組單端訊號(single-ended signal)。於圖1中，這兩組單端訊號以PGA與PGB來表示。

如圖1所示，馬達驅動器12同時藉由內部的兩組XOR邏輯電路122來分別接收所述兩對差分訊號(即，一組XOR邏輯電路接收A訊號及

訊號，另一組XOR邏輯電路接收B訊號及

訊號)，以進行斷線偵測，並且產生對應的錯誤訊號(圖1中以兩個PGLoss來表示)。

接著，馬達驅動器12再將所產生的兩組單端訊號PGA與PGB傳送給微控制單元13內部的編碼器模組(encoder module)131，藉此編碼器模組131可基於兩組單端訊號PGA與PGB的訊號比對來計算出訊號計數(Counter)資訊及訊號方向(Direction)資訊。進一步，微控制單元13可藉由上述資訊計算出馬達的方向、角度及轉速，並藉此計算馬達的位置回授控制參數，並對馬達進行控制。

在上述架構中，馬達驅動器12需要額外設置所述差分線接收器121以及XOR邏輯電路122，而增加了生產成本。另外，上述架構在發現增量型編碼器11所輸出的差分訊號異常時(例如輸出線路接觸不良、斷線、短路或訊號干擾等)，會造成馬達運作錯誤或立即停機，而對使用馬達的機器造成了危害(例如，令電動車輛在高速行駛中突然停止)。

有鑑於此，在相關技術中使用的診斷架構，實有進一步改良的必要。

本發明的主要目的，在於提供一種增量型編碼器的線路異常診斷方法及診斷裝置，可以即時偵測增量型編碼器的輸出線路異常，並且於輸出線路異常時提供冗餘的訊號輸出。

為了達成上述的目的，本發明的增量型編碼器的線路異常診斷方法，運用於連接增量型編碼器及馬達的馬達驅動器，馬達驅動器包括至少具有第一編碼器模組及第二編碼器模組的微控制單元，增量型編碼器輸出A訊號、

訊號、B訊號及

訊號，其中

訊號為A訊號的反向訊號，

訊號為B訊號的反向訊號，並且診斷方法主要包括下列步驟：由第一編碼器模組依據A訊號與

訊號中之一者，及B訊號與

訊號中之一者組成之第一差分訊號計算取得第一訊號資訊組，其中第一訊號資訊組包括第一訊號計數及第一訊號方向；由第二編碼器模組依據A訊號與

訊號中之一者，及B訊號與

訊號中之一者組成之第二差分訊號計算取得第二訊號資訊組，其中第二訊號資訊組包括第二訊號計數及第二訊號方向；微控制單元基於第一訊號資訊組計算第一參數資訊組，並基於第二訊號資訊組計算第二參數資訊組，其中第一參數資訊組包括第一訊號轉速、第一訊號角度及第一訊號方向，第二參數資訊組包括第二訊號轉速、第二訊號角度及第二訊號方向；微控制單元判斷第一訊號方向與第二訊號方向是否一致，於第一訊號方向與第二訊號方向一致時判斷增量型編碼器與馬達之間的多條外部導線均為線路正常，並依據第一差分訊號所計算取得的第一訊號資訊組或第二差分訊號所計算取得的第二訊號資訊組計算馬達的位置回授控制參數；及，微控制單元於第一訊號方向與第二訊號方向不一致時執行以下步驟：基於第一訊號轉速計算第一訊號加速度並判斷第一訊號加速度是否大於一加速 度閥值，於第一訊號加速度大於加速度閥值時判斷第一編碼器模組接收的多個差分訊號中至少一者為異常，並基於第二差分訊號所計算取得的第二訊號資訊組計算馬達的位置回授控制參數；基於第二訊號轉速計算第二訊號加速度並判斷第二訊號加速度是否大於加速度閥值，於第二訊號加速度大於加速度閥值時判斷第二編碼器模組接收的多個差分訊號中至少一者為異常，並基於第一差分訊號所計算取得的第一訊號資訊組計算馬達的位置回授控制參數；及當第一訊號方向與第二訊號方向不一致，第一訊號加速度未大於加速度閥值，且第二訊號加速度未大於加速度閥值時，判斷為速度回授訊號異常並結束診斷。。

為了達成上述的目的，本發明的增量型編碼器的線路異常診斷裝置至少包括連接增量型編碼器及馬達的微控制單元，增量型編碼器輸出包括A訊號、

訊號、B訊號及

訊號給微控制單元，其中增量型編碼器於馬達驅動器內部經由第一路徑提供A訊號、經由第二路徑提供

訊號、經由第三路徑提供B訊號及經由第四路徑提供

訊號，其中第一路徑與第二路徑之間跨接第一電阻，第三路徑與第四路徑之間跨接第二電阻，

訊號為A訊號的反向訊號，

訊號為B訊號的反向訊號，並且微控制單元包括：第一編碼器模組，具有兩個輸入端分別連接第一路徑及第三路徑，並基於從第一路徑及第三路徑接收A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者組成之第一差分訊號以計算第一訊號資訊組，第一訊號資訊組包括第一訊號計數及第一訊號方向；第二編碼器模組，具有兩個輸入端分別連接第二路徑及第四路徑，並基於第二路徑及該第四路徑接收A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊 號中之一者組成之第二差分以計算第二訊號資訊組，第二訊號資訊組包括第二訊號計數及第二訊號方向；及診斷單元，自第一編碼器模組的輸出端接收第一訊號資訊組，並自第二編碼器模組的輸出端接收該第二訊號資訊組，基於第一訊號資訊組計算第一參數資訊組並基於第二訊號資訊組計算第二參數資訊組，其中第一參數資訊組包括第一訊號轉速、第一訊號角度及第一訊號方向，第二參數資訊組包括第二訊號轉速、第二訊號角度及第二訊號方向；其中，診斷單元基於第一參數資訊組與第二參數資訊組判斷增量型編碼器連接至馬達驅動器的多條外部導線中之至少一者存在線路異常，或判斷馬達的一速度回授訊號異常，並藉由基於多條外部導線中正常的導線所傳送的第一差分訊號所計算取得的第一訊號資訊組或第二差分訊號所計算取得的第二訊號資訊組計算馬達的位置回授控制參數。

相較於相關技術，本發明藉由微控制單元既有的兩組編碼器模組的使用來判斷兩組差分訊號的方向是否一致，無需增設額外硬體即可藉此即時偵測增量型編碼器用以連接馬達驅動器的多條外部導線是否有線路異常的問題。並且，本發明於判斷增量型編碼器輸出端的多條外部導線之一出現線路異常時，仍可藉由正常的一組差分訊號冗餘操作來使馬達繼續運行，減少馬達停機的機會。藉此，可以提升電動車輛的強健性與可用度，避免電動車輛在高速中失去動力所造成的危險。

11:增量型編碼器

12:馬達驅動器

121:差分線接收器

122:XOR邏輯電路

13:微控制單元

131:編碼器模組

2:增量型編碼器

21:第一外部導線

22:第二外部導線

23:第三外部導線

24:第四外部導線

3:馬達驅動器

31:第一路徑

32:第二路徑

33:第三路徑

34:第四路徑

4:微控制單元

41:第一編碼器模組

411:第一輸入端

412:第二輸入端

413:輸出端

42:第二編碼器模組

421:第一輸入端

422:第二輸入端

423:輸出端

43:診斷單元

5:馬達

50:加速度閥值

61:第一訊號轉速

62:第一訊號角度

63:第一訊號方向

71:第二訊號轉速

72:第二訊號角度

73:第二訊號方向

81:第一訊號計數

82:第一訊號方向

83:第一訊號加速度

91:第二訊號計數

92:第二訊號方向

93:第二訊號加速度

S10^~S22、S30^~S46:診斷與輸出步驟

圖1為相關技術的馬達驅動器的示意圖。

圖2為本發明的馬達驅動器的示意圖的第一具體實施例。

圖3為本發明的診斷示意圖的第一具體實施例。

圖4為本發明的訊號計數及訊號方向的示意圖的第一具體實施例。

圖5為本發明的診斷流程圖的第一具體實施例。

圖6為本發明的訊號示意圖的第一具體實施例。

圖7為本發明的診斷流程圖的第二具體實施例。

圖8為本發明的訊號轉速、訊號角度及訊號方向的示意圖的第一具體實施例。

圖9為本發明的冗餘效果的示意圖的第一具體實施例。

茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。

本發明揭露了一種增量型編碼器的線路異常診斷裝置(下面將於說明書中簡稱為診斷裝置)，於一實施例中，所述診斷裝置指的是經過內部線路修改的馬達驅動器。具體地，所述診斷裝置主要是以馬達驅動器內部的微控制單元來實現。

參閱圖2，為本發明的馬達驅動器的示意圖的第一具體實施例。圖2揭露了馬達驅動器3，所述馬達驅動器3的輸入端通過多條外部導線電性連接增量型編碼器2的輸出端，以接收增量型編碼器2輸出的多個差分訊號(differential signal)。並且，馬達驅動器3的輸出端電性連接馬達5，以藉由參考所計算出的參數(例如轉速、角度及方向等)控制馬達5的運轉。

如圖2所示，馬達驅動器3的內部至少具有微控制單元(Micro Control Unit,MCU)4，並且微控制單元4的內部具有至少兩組的編碼器模組(Encoder Module)。圖2的實施例是以第一編碼器模組41與第二編碼器模組42為例，但並不以兩組為限。另外，微控制單元4的內部還運行有至少一診斷單元43，其可以韌體或實體電路的方式實施。

本發明的其中一個技術特徵在於，微控制單元4藉由診斷單元43對從增量型編碼器2接收到的差分訊號進行分析，以判斷增量型編碼器2的輸出端至馬達驅動器3的輸入端之間的多條外部導線是否有線路異常(例如斷線、短路、干擾等)的情況發生。藉由對增量型編碼器2輸出的差分訊號進行分析，本發明的技術方案可以即時偵測增量型編碼器2的輸出端至馬達驅動器3的輸入端之間是否有線路異常的問題。

並且，本發明藉由第一編碼器模組41與第二編碼器模組42來分別處理增量型編碼器2輸出的兩組差分訊號，因此當增量型編碼器2的輸出端的線路異常而使得微控制單元4所接收的其中一組差分訊號錯誤時，微控制單元4仍可藉由另外一組正常的差分訊號來控制馬達5繼續運行，進而減少馬達5停機的機會。若將本發明的診斷系統(即，所述經修改的馬達驅動器3)應用於電動車輛上，則可有效提升電動車輛的強健性與可用度，避免電動車輛在高速中失去動力所造成的危險。

於一實施例中，所述第一編碼器模組41與第二編碼器模組42為正交編碼器脈衝(Quadrature Encoder Pulse,QEP)模組，其中第一編碼器模組41輸出訊號可表示為QEPA，第二編碼器模組42輸出訊號可表示為QEPB，但並不以此為限。

請同時參閱圖3，為本發明的診斷示意圖的第一具體實施例。如圖3所示，本發明中增量型編碼器2的輸出端通過多條外部導線以及馬達驅動器3內部的多條路徑分別連接微控制單元4中的第一編碼器模組41與第二編碼器模組42，其中第一編碼器模組41接收增量型編碼器2輸出的第一差分訊號，第二編碼器模組42接收增量型編碼器2輸出的第二差分訊號。如圖2所示，於本實施例中，當增量型編碼器2輸出端的多條外部導線正常時，所述第一差分訊號包括來自增量型編碼器2的A訊號以及B訊號，所述第二差分訊號包括來自增量型編碼器2的

訊號及

訊號。具體地，所述

訊號係為A訊號的反向訊號，而所述

訊號係為B訊號的反向訊號，所述反向訊號係指相較之下頻率與振幅相同但方向相反的訊號，稍後詳述。

具體地，當增量型編碼器2輸出端的一或多條外部導線異常時，所述第一差分訊號及/或所述第二差分訊號的訊號組成將可能會有所不同，稍後詳述。

所述增量型編碼器2、由A訊號、

訊號、B訊號及

訊號構成的多個差分訊號等皆為馬達控制相關技術領域的常用技術手段，於此不再贅述。

於圖2的實施例中，第一編碼器模組41具有第一輸入端411、第二輸入端412及輸出端413，第二編碼器模組42具有第一輸入端421、第二輸入端422及輸出端423。馬達驅動器3內部還具有可供訊號傳導的第一路徑31、第二路徑32、第三路徑33及第四路徑34，其中第一路徑31連接第一編碼器模組41的第一輸入端411、第二路徑32連接第二編碼器模組42的第一輸入端421、第三路徑33連接第一編碼器模組41的第二輸入端412、第四路徑34連接 第二編碼器模組42的第二輸入端422。第一編碼器模組41與第二編碼器模組42分別通過輸出端413、423輸出分析後的資訊給診斷單元43及後端的馬達5。

如圖2所示，馬達驅動器3內部還具有第一電阻35及第二電阻36，其中，第一電阻35跨接於第一路徑31與第二路徑32之間，第二電阻36跨接於第三路徑33與第四路徑34之間。通過第一電阻35與第二電阻36的設置，本發明的微控制單元4可以藉由兩組差分訊號所計算的兩組訊號方向來判斷增量型編碼器2與馬達驅動器3之間連接的任一外部導線是否有線路異常的問題，容後詳述。

本發明中，增量型編碼器2的輸出端通過至少四條外部導線連接馬達驅動器3的多個輸入端。更具體地，增量型編碼器2通過第一外部導線21連接馬達驅動器3內部的第一路徑31以經由第一路徑31提供所述A訊號至第一編碼器模組41的第一輸入端411、通過第二外部導線22連接馬達驅動器3內部的第二路徑32以經由第二路徑32提供

訊號至第二編碼器模組42的第一輸入端421、通過第三外部導線23連接馬達驅動器3內部的第三路徑33以經由第三路徑33提供所述B訊號至第一編碼器模組41的第二輸入端412、並通過第四外部導線24連接馬達驅動器3內部的第四路徑34以經由第四路徑34提供

訊號至第二編碼器模組42的第二輸入端422。

本發明中，第一編碼器模組41持續接收第一差分訊號(即，持續經由第一路徑31與第三路徑33接收A訊號及B訊號)，並且基於第一差分訊號持續計算取得第一訊號資訊組。相似地，第二編碼器模組42持續接收第二差分訊號(即，持續經由第二路徑32與第四路徑34接收

訊號及

訊號)，並且基於第二差分訊號持續計算取得第二訊號資訊組。於一實施例中，所述第一訊號資訊組 至少包括與馬達5相關的第一訊號計數(Counter)及第一訊號方向(Direction)，所述第二訊號資訊組至少包括與馬達5相關的第二訊號計數及第二訊號方向。

具體地，第一編碼器模組41係藉由所接收的A訊號與B訊號的電位高低(即，波形中表示成0或1)、電位依時序變化及電位變化頻率等資訊來計算所述第一訊號計數及第一訊號方向，第二編碼器模組42係藉由所接收的

訊號及

訊號的電位高低、電位依時序變化及電位變化頻率等資訊來計算所述第二訊號計數及第二訊號方向。

請同時參閱圖4，為本發明的訊號計數及訊號方向的示意圖的第一具體實施例。圖4以第一差分訊號(即，A訊號及B訊號)為例，說明第一編碼器模組41如何基於第一差分訊號計算第一訊號計數及第一訊號方向。並且，第二編碼器模組42可以基於相同的邏輯對第二差分訊號進行計算，以產生第二訊號計數及第二訊號方向，下面將不再贅述。

如圖4(a)所示，由於A訊號與B訊號會隨著時間分別產生電位高低的周期性變化，因此第一編碼器模組41可以持續記錄A訊號與B訊號的電位依時序變化。於圖4(a)的實施例中，A訊號與B訊號在時序中是以(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的順序進行電位高低的變化。對此，本領域人員可以理解第一編碼器模組41可以將上述(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的電位變化順序記錄為馬達5正轉的訊號。

如圖4(b)所示，每當一個時脈(Clock)經過，並且A訊號與B訊號的至少其中之一產生電位變化時，第一編碼器模組41就會令第一訊號計數加一。並且，當A訊號與B訊號由上述(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的電位變化順序轉變為(0,1)、(1,1)、(1,0)、(0,0)的電位變化順序時，第一編碼器模組41認定馬達5進行 了轉向(變成反轉)，因此會記錄第一訊號方向為反轉，圖式以高低表示正轉及反轉的方向。同樣地，當A訊號與B訊號再次轉變為(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的電位變化順序時，第一編碼器模組41認定馬達5再次進行了轉向(變成正轉)，因此會記錄第一訊號方向再變為正轉。

通過上述方式，第一編碼器模組41可以藉由對持續接收的第一差分訊號中的訊號組成進行計算，以持續得到第一訊號計數(是否加一)及第一訊號方向(正轉或反轉)。同樣的，通過上述方式，第二編碼器模組42可以藉由對持續接收的第二差分訊號進行計算，以持續得到第二訊號計數及第二訊號方向，下面將不再贅述。

接著，如圖3所示，微控制單元4將第一編碼器模組41計算的包括第一訊號計數及第一訊號方向的第一訊號資訊組，以及第二編碼器模組42計算的包括第二訊號計數及第二訊號方向的第二訊號資訊組做為診斷單元43的輸入參數。藉此，診斷單元43可以基於第一訊號資訊組計算與馬達5相關的第一參數資訊組，並且基於第二訊號資訊組計算與馬達5相關的第二參數資訊組。於一實施例中，所述第一參數資訊組至少包括與馬達5相關的第一訊號轉速、第一訊號角度及所述第一訊號方向，所述第二參數資訊組至少包括與馬達5相關的第二訊號轉速、第二訊號角度及所述第二訊號方向，但並不以此為限。

本發明的其中一個技術特徵在於，微控制單元4通過診斷單元43來比對第一參數資訊組與第二參數資訊組的內容，藉此判斷基於第一差分訊號所計算的第一參數資訊組(對應至從第一路徑31及第三路徑33所接收的A訊號與B訊號)與基於第二差分訊號所計算的第二參數資訊組(對應至從第二路 徑32及第四路徑34所接收的

訊號與

訊號)是否一致。當診斷單元43於比對後判斷第一參數資訊組與第二參數資訊組的資訊不一致時，即可認定第一差分訊號與第二差分訊號的其中之一為異常。

更具體地，本發明中診斷單元43主要可以第一參數資訊組與第二參數資訊組是否一致為依據，判斷增量型編碼器2的輸出端連接至馬達驅動器3的輸入端之間的多條外部導線21-24的至少其中之一存在線路異常，或是判斷馬達5產生了速度回授訊號異常的現象，但不加以限定。並且，當診斷單元43判斷多條外部導線21-24中的至少一條存在線路異常時，即可基於多條外部導線21-24中正常的多個導線所傳送的訊號來計算一組正常的訊號資訊組，並且依據該正常的訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數。

舉例而言，同時參考圖2，由於第一路徑31與第二路徑32間跨接了第一電阻35，因此當連接第一路徑31的第一外部導線21發生線路異常時，A訊號無法被提供給第一路徑31，而增量型編碼器2輸出的

訊號除了仍會經由第二路徑32被提供給第二編碼器模組42之外，亦會同時經由第一電阻35而沿著第一路徑31被提供給第一編碼器模組41；相似地，當連接第二路徑32的第二外部導線22發生線路異常時，

訊號無法被提供給第二路徑32，而增量型編碼器2輸出的A訊號除了仍會經由第一路徑31被提供給第一編碼器模組41之外，亦會同時經由第一電阻35而沿著第二路徑32被提供給第二編碼器模組42。

同樣地，由於第三路徑33與第四路徑34間跨接了第二電阻36，因此當連接第三路徑33的第三外部導線23發生線路異常時，B訊號無法被提供給第三路徑33，而增量型編碼器2輸出的

訊號除了仍會經由第四路徑 34被提供給第二編碼器模組42之外，亦會同時經由第二電阻36而沿著第三路徑33被提供給第一編碼器模組41；相似地，當連接第四路徑34的第四外部導線24發生線路異常時，

訊號無法被提供給第四路徑34，而增量型編碼器2輸出的B訊號除了仍會經由第三路徑33被提供給第一編碼器模組41之外，亦會同時經由第二電阻36而沿著第四路徑34被提供給第二編碼器模組42。

如上所述，藉由第一電阻35及第二電阻36的設置，當第一參數資訊組與第二參數資訊組不一致時，代表微控制單元4的兩個編碼器模組41、42沒有正確接收到第一差分訊號及第二差分訊號的預設的訊號組成，亦即沒有正確接收到A訊號、

訊號、B訊號及

訊號的至少其中之一，因此可以判斷增量型編碼器2的輸出端與馬達驅動器3的輸入端之間的多條外部導線21-24的至少其中之一有斷線、短路、干擾等線路異常情況發生。

於一實施例中，微控制單元4的診斷單元43主要是將第一參數資訊組中的第一訊號方向與第二參數資訊組中的第二訊號方向進行比對，以判斷第一差分訊號與第二差分訊號的方向是否一致。並且，診斷單元43主要是在第一訊號方向與第二訊號方向不一致時，認定第一差分訊號與第二差分訊號的其中之一為異常。

當診斷單元43認定第一差分訊號與第二差分訊號的其中之一為異常時，將進一步經由內部的判斷機制(容後詳述)從第一訊號資訊組(包括第一訊號計數及第一訊號方向)以及第二訊號資訊組(包括第二訊號計數及第二訊號方向)中找出正常的訊號計數以及正常的訊號方向，並且將此正常的訊號計數以及正常的訊號方向輸出至診斷單元43的馬達控制架構中。如此一來，診斷單 元43中的馬達控制架構可以基於正常訊號計數以及正常訊號方向來計算出馬達5的位置回授控制參數，並對馬達5進行控制，達到冗餘輸出。

通過本發明的診斷裝置，其中微控制單元4可以藉由兩組編碼器模組41、42以及診斷單元43來對兩組差分訊號進行計算與比對，藉此判斷增量型編碼器2的輸出端與馬達驅動器3的輸入端之間是否有線路異常的情況發生。於異常發生時，微控制單元4還可立即找出正常的差分訊號，並將基於正常的差分訊號所計算出的正常訊號計數/正常訊號方向輸入診斷單元43的馬達控制架構。如此一來，本發明的診斷裝置可以實現差分訊號的冗餘輸出，藉此在線路異常時持續控制馬達5運轉，避免馬達5因部分線路異常而停機以提高系統的可靠度。

續請參閱圖5，為本發明的診斷流程圖的第一具體實施例。圖5揭露了本發明的增量型編碼器的線路異常診斷方法(基於簡明理由下面將於說明書中簡稱為診斷方法)，於一實施例中，所述診斷方法係應用於如圖2所示的馬達驅動器3與微控制單元4。

如圖5所示，所述診斷方法係在馬達5的運轉期間(即，使用馬達5的電動車輛的運轉期間)，通過微控制單元4中的第一編碼器模組41持續接收增量型編碼器2輸出的第一差分訊號，並通過微控制單元4中的第二編碼器模組42持續接收增量型編碼器2輸出的第二差分訊號(步驟S10)。如前文所述，基於本發明的診斷裝置，第一編碼器模組41所接收的第一差分訊號主要包括所述A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者的組合(視所連接的外部導線為正常或異常而定)，第二編碼器模組42所接收的第二差分訊號主 要包括所述A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者的組合(視所連接的外部導線為正常或異常而定)。

接著，第一編碼器模組41基於第一差分訊號計算包含了第一訊號計數及第一訊號方向的第一訊號資訊組(步驟S12)，並且第二編碼器模組42基於第二差分訊號計算包含了第二訊號計數及第二訊號方向的第二訊號資訊組(步驟S14)。

步驟S12與步驟S14後，微控制單元4將第一訊號資訊組與第二訊號資訊組分別輸入診斷單元43中，並由診斷單元43基於第一訊號資訊組計算所述第一參數資訊組，並且基於第二訊號資訊組計算所述第二參數資訊組(步驟S16)。如前文所述，第一參數資訊組至少包括與馬達5相關的第一訊號轉速、第一訊號角度及所述第一訊號方向，第二參數資訊組至少包括與馬達5相關的第二訊號轉速、第二訊號角度及所述第二訊號方向。

如何基於訊號資訊組(即，訊號計數及訊號方向)來計算參數資訊組(即，訊號轉速、訊號角度及訊號方向)，係為馬達相關技術領域中的常用技術手段，於此不再贅述。

步驟S16後，微控制單元4通過診斷單元43來比對第一參數資訊組中的第一訊號方向與第二參數資訊組中的第二訊號方向，藉此判斷第一差分訊號與第二差分訊號的方向是否一致(步驟S18)。具體地，微控制單元4是於步驟S18中判斷所述第一訊號方向與所述第二訊號方向是否一致。

於一實施例中，微控制單元4可以預設將第一差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中，即，預設令診斷單元43基於第一差分訊號計算取得的第一訊號資訊組來對馬達5進行控制，其中第一訊號資訊組至少包括 第一訊號計數及第一訊號方向。若微控制單元4在步驟S18中判斷第一訊號方向與第二訊號方向一致，代表第一差分訊號與第二差分訊號皆正常(即，增量型編碼器2的輸出端與馬達驅動器3間的所有外部導線21-24均為線路正常)。於此情況下，微控制單元4直接將第一差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中。藉此，診斷單元43可以基於第一差分訊號計算產生的第一訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數(步驟S20)，並且對馬達5進行控制。

於另一實施例中，微控制單元4可以預設將第二差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中，即，預設令診斷單元43基於第二差分訊號計算取得的第二訊號資訊組來對馬達5進行控制，其中第二訊號資訊組至少包括第二訊號計數及第二訊號方向。於此實施例中，若第一訊號方向與第二訊號方向一致，則微控制單元4會將第二差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中，以令診斷單元43基於第二差分訊號計算產生的第二訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數，並且對馬達5進行控制。

若微控制單元4在步驟S18中判斷第一訊號方向與第二訊號方向不一致，代表第一差分訊號與第二差分訊號的其中之一為異常(即，增量型編碼器2的輸出端與馬達驅動器3之間的多條外部導線21-24的至少其中之一為線路異常)。於一實施例中，若增量型編碼器2的輸出端的線路異常，代表微控制單元4最後接收到增量型編碼器2輸出的A訊號、

訊號、B訊號及

訊號的至少其中之一將是異常的，即不會是預期的訊號組合。於此情況下，微控制單元4藉此內部的判斷機制來判斷第一差分訊號為異常，或者第二差分訊號為異常(容後詳述)。並且，微控制單元4將基於第一差分訊號與第二差分訊號中正常的一組所計算出的訊號計數以及訊號方向輸入診斷單元43的馬達控制架 構，以令診斷單元43藉由這對正常的訊號計數及訊號方向來計算馬達5的位置回授控制參數(步驟S22)，並且對馬達5進行控制。

藉由前文說明可看出，本發明的技術方案可以由第一編碼器模組41對第一差分訊號進行計算以做為馬達5的控制基礎，亦可由第二編碼器模組42對第二差分訊號進行計算以做為馬達5的控制基礎。當微控制單元4接收到的第一差分訊號或是第二差分訊號異常時，診斷單元43仍然可以藉由基於另一對正常的差分訊號所計算的訊號計數及訊號方向來對馬達5進行控制，進而達到冗餘的效果，且馬達5無需停機。

參閱圖6，為本發明的訊號示意圖的第一具體實施例。

首先，圖6(a)顯示了微控制器4經由多個路徑31-34所接收的所有訊號(包含A訊號、

訊號、B訊號及

訊號)皆正常的情況。由圖6(a)可看出，當所有訊號皆正常時，A訊號(相位)會領先B訊號，

訊號(相位)會領先

訊號，並且A訊號與B訊號的頻率會一致、

訊號與

訊號的頻率會一致、A訊號與

訊號為反向、及B訊號與

訊號為反向。

圖6(b)顯示了增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21斷線，其餘外部導線22-24為連接正常的情況。由圖6(b)可看出，當用以輸出A訊號的第一外部導線21斷線時，對應傳輸的A訊號會變成落後B訊號，但

訊號仍會領先

訊號，並且A訊號與B訊號的頻率仍會一致。具體地，當第一外部導線21斷線時，第一編碼器模組41無法從增量型編碼器2接收A訊號，而是沿著第一路徑31接收自第一電阻35傳送過來的

訊號。

圖6(c)顯示了增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21短路，其餘外部導線22-24為連接正常的情況。由圖6(c)可看出，當用以輸出A 訊號的第一外部導線21短路時，對應傳輸的A訊號會異常(圖中以持續無訊號為例)，

訊號仍會領先

訊號，並且A訊號與B訊號的頻率會變成不一致。

圖6(d)顯示了增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21受到暫時的干擾，其餘外部導線22-24為連接正常的情況。由圖6(d)可看出，當用以輸出A訊號的第一外部導線21受到暫時的干擾時，對應傳輸的A訊號會暫時產生訊號異常(圖中以A訊號突然增加一次脈衝為例)，

訊號仍會領先

訊號，並且A訊號與B訊號的頻率會變成暫時不一致。

從圖6中可看出，當增量型編碼器2與馬達驅動器3連接的任一條外部導線21-24發生線路異常(例如斷線、短路或干擾)時，微控制單元4接收到的訊號中至少一者就會產生變化(即，不同於圖6(a)所示的狀態)。於本發明中，第一編碼器模組41與第二編碼器模組42係分別基於第一差分訊號與第二差分訊號來計算第一訊號資訊組與第二訊號資訊組，診斷單元43則判斷這兩組訊號資訊組是否一致，藉此確認微控制單元4所接收到的兩組差分訊號是否正常。具體地，於微控制單元4經外部導線21-24接收到的A訊號、

訊號、B訊號及

訊號皆正常時，第一訊號資訊組與第二訊號資訊組的比對結果將會一致，反之則比對結果將會不一致。

於另一實施例中，診斷單元43接收第一訊號資訊組與第二訊號資訊組後，是先基於第一訊號資訊組計算上述的第一參數資訊組，並基於第二訊號資訊組計算上述第二參數資訊組，並且再判斷第一參數資訊組與第二參數資訊組是否一致，藉以確認微控制單元4所接收到的兩組差分訊號是否正常。惟，上述僅為本發明的其中一種具體實施範例，但並非以此為限。

圖6主要是以增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21斷線、短路或受到干擾等情況為例，舉例說明。當增量型編碼器2用以輸出

訊號、B訊號或是

訊號的第二外部導線22、第三外部導線23及第四外部導線24斷線、短路或受到干擾時，對應波形同樣會產生如圖6所示的訊號變化。

於前述圖5的實施例中，微控制單元4中的診斷單元43主要是藉由第一參數資訊組中的第一訊號方向以及第二參數資訊組中的第二訊號方向來判斷第一差分訊號或是第二差分訊號是否異常。於另一實施例中，微控制單元4還可進一步藉由第一參數資訊組中的第一訊號轉速、第一訊號角度以及第二參數資訊組中的第二訊號轉速、第二訊號角度來判斷第一差分訊號或是第二差分訊號是否異常，藉此，可進一步提高診斷的精確度，並且避免誤判。

請參閱圖7，為本發明的診斷流程圖的第二具體實施例。與圖5所示的實施例相似，本實施例中，微控制單元4通過第一編碼器模組41持續接收增量型編碼器2輸出的第一差分訊號，並通過微控制單元4中的第二編碼器模組42持續接收增量型編碼器2輸出的第二差分訊號，並且，第一編碼器模組41基於第一差分訊號持續計算第一訊號資訊組，第二編碼器模組42基於第二差分訊號持續計算第二訊號資訊組(步驟S30)。如前文所述，基於本發明的診斷裝置，第一差分訊號包括A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者的組合，第二差分訊號包括A訊號與

訊號中之一者及B訊號與

訊號中之一者的組合，第一訊號資訊組包括第一訊號計數及第一訊號方向，第二訊號資訊組包括第二訊號計數及第二訊號方向。

相似地，於步驟S30後，微控制單元4將第一訊號資訊組與第二訊號資訊組分別輸入診斷單元43中，由診斷單元43基於第一訊號資訊組計 算第一參數資訊組，並且基於第二訊號資訊組計算第二參數資訊組(步驟S32)。如前文所述，第一參數資訊組至少包括與馬達5相關的第一訊號轉速、第一訊號角度及前述第一訊號方向，第二參數資訊組至少包括與馬達5相關的第二訊號轉速、第二訊號角度及前述第二訊號方向。

接著，微控制單元4通過診斷單元43將第一參數資訊組中的第一訊號方向與第二參數資訊組中的第二訊號方向進行比對，以判斷第一訊號方向與第二訊號方向是否一致(步驟S34)。具體地，微控制單元4是以第一訊號方向與第二訊號方向是否一致為判斷基礎，確認第一編碼器模組41接收的第一差分訊號的方向與第二編碼器模組42接收的第二差分訊號的方向是否一致。

由於

訊號為A訊號的反向訊號，而

訊號為B訊號的反向訊號，因此若增量型編碼器2的所有輸出線路皆正常，第一編碼器模組41所接收的第一差分訊號會包含A訊號及B訊號，第二編碼器模組42所接收的第二差分訊號會包含

訊號及

訊號，而第一差分訊號與第二差分訊號的方向將會一致(即，第一訊號方向與第二訊號方向會一致)。

本實施例中，若於步驟S34中判斷第一訊號方向與第二訊號方向一致，則微控制單元4藉由診斷單元43進一步判斷第一參數資訊組中的第一訊號角度與第二參數資訊組中的第二訊號角度是否一致(步驟S36)。並且，於判斷第一訊號角度與第二訊號角度一致時，微控制單元4再將第一差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中，以令診斷單元43基於第一差分訊號所對應計算產生的第一訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數(步驟S38)。

值得一提的是，若微控制單元4預設基於第二差分訊號來計算馬達5的位置回授控制參數，則於上述步驟S38中，微控制單元4是將第二差 分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構中，以令診斷單元43基於第二差分訊號所對應計算產生的第二訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數，而不以圖7所示者為限。

若於步驟S36中判斷第一訊號角度與第二訊號角度不一致，則微控制單元4認定第一差分訊號與第二差分訊號的其中之一為異常。此時，微控制單元4藉由診斷單元43找出第一差分訊號與第二差分訊號中哪一對差分訊號是異常的，而哪一對差分訊號是正常的，並且基於藉由正常的差分訊號所計算出的訊號資訊組來計算馬達5的位置回授控制參數。

於一實施例中，微控制單元4在所述步驟S36中是於第一訊號角度與第二訊號角度間的角度差異大於或等於預設的角度誤差閥值(例如5度)時，判斷第一訊號角度與第二訊號角度不一致。並且，微控制單元4於第一訊號角度與第二訊號角度間的角度差異小於所述角度誤差閥值時，判斷第一訊號角度與第二訊號角度一致。

值得一提的是，因外部導線的短路或斷線而造成的角度差異，將會隨著時間的增加而增加。不同馬達在操作時依其特性會具有不同的角度誤差容許範圍，惟馬達的角度與輸出轉矩(N-m)大致為正相關，故可透過此特性來判斷所使用的馬達所對應的角度誤差閥值(例如，可依據馬達的轉矩誤差的10%範圍對應計算取得所述角度誤差閥值)，並依據所計算的角度誤差閥值來判斷第一訊號角度與第二訊號角度是否一致。

具體地，永磁同步馬達之轉矩計算公式如下：T=1.5 *(P/2)*(λ*iq+(Ld-Lq)*id*iq)，其中P是馬達極數、λ是轉矩常數、id/iq是轉子d/q軸電流、Ld/Lq是轉子d/q軸電感。上述參數可經馬達回授另外取得，並且用計算取得的 馬達轉矩以計算前述角度誤差閥值。若第一訊號角度與第二訊號角度之間的角度差小於計算所得的角度誤差閥值，則微控制單元4不會認定第一訊號角度與第二訊號角度不一致，故不會直接認定第一差分訊號或第二差分訊號為異常。然而，上述僅為本發明的其中一個具體實施範例，但並不以上述說明為限。

本實施例中，若微控制單元4於步驟S34中判斷第一訊號方向與第二訊號方向不一致(即，第一差分訊號的方向與第二差分訊號的方向不一致)，或是於步驟S36中判斷第一訊號角度與第二訊號角度不一致，則微控制單元4藉由診斷單元43進一步基於第一參數資訊組中的第一訊號轉速計算第一訊號加速度，並且基於第二參數資訊組中的第二訊號轉速計算第二訊號加速度。並且，微控制單元4判斷第一訊號加速度是否大於一個預設的加速度閥值(步驟S40)，並且判斷第二訊號加速度是否大於所述加速度閥值(步驟S42)。

若於步驟S40中判斷第一訊號加速度大於所述加速度閥值(即，代表速度於瞬間產生急速的變化)，則微控制單元4可認定增量型編碼器2與馬達驅動器3間的第一外部導線21或第三外部導線23(即，自外部用以連接至馬達驅動器3內部的第一路徑31或第三路徑33的線路)為線路異常，並造成第一差分訊號異常。此時，微控制單元4將第二差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構，以令診斷單元43基於第二差分訊號所對應計算取得的第二訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數(步驟S44)。

若於步驟S40中判斷第一訊號加速度沒有大於所述加速度閥值，但接著於步驟S42中判斷第二訊號加速度大於所述加速度閥值，則微控制單元4可認定增量型編碼器2與馬達驅動器3間的第二外部導線22或第四外部導線24(即，自外部用以連接至馬達驅動器3內部的第二路徑32或第四路徑34的線 路)為線路異常，並造成第二差分訊號為異常。此時，微控制單元4將第一差分訊號應用於診斷單元43的馬達控制架構，以令診斷單元43基於第一差分訊號所對應計算取得的第一訊號資訊組計算馬達5的位置回授控制參數(步驟S38)。

值得一提的是，若微控制單元4經過診斷單元43的比對後，判斷第一訊號方向與第二訊號方向不一致，或第一訊號角度與第二訊號角度不一致，但是第一訊號加速度沒有大於所述加速度閥值，第二訊號加速度也沒有大於所述加速度閥值，則表示當前的異常狀況不屬於前述的短路、斷線或干擾的其中之一。此時，微控制單元4將會認定為馬達5的狀態為速度回授訊號異常(步驟S46)，並且控制馬達5停止轉動。惟，上述異常狀態僅為本發明的其中一個實施例，但不以上述為限。

於一實施例中，微控制單元4於步驟S40中主要是令診斷單元43藉由下述第一公式計算所述第一訊號加速度：

，於步驟S42中主 要是令診斷單元43藉由下述第二公式計算所述第二訊號加速度：

。 並且，本實施例中，微控制單元4所採用的所述加速度閥值可為：

，其中ω ₁為第一訊號轉速、ω ₂為第二訊號轉速、t(k)為第二取樣時間、t(k-1)為第一取樣時間、T _max 為馬達最大轉矩、及J為馬達受到的總慣量。需說明的是，由於馬達的加速度有方向性，馬達轉矩在某些應用也有負值產生，本發明目的僅在於藉由加速度大小判斷訊號偏離程度及藉由馬達轉矩估算角度誤差閥值，故所述第一訊號加速度、第二訊號加速度與加速度閥值算式取絕對值計算。

由於在確定了電動車輛所使用的馬達5後，即可確定上述馬達5的最大轉矩及慣量，因此，所述加速度閥值對於本發明的診斷裝置中的微控制單元4來說，可視為一個已知的參數。

值得一提的是，本實施例中，微控制單元4主要可以0.1微秒(ms)做為一個時間單位(即，第二時間減第一時間為0.1ms)或時間間隔作為診斷頻率，但並不以此為限。

續請參閱圖8，為本發明的訊號轉速、訊號角度及訊號方向的示意圖的第一具體實施例。圖8用以說明在微處理單4所接收的差分訊號異常時，對於上述訊號方向、訊號角度以及訊號轉速的影響。

圖8(a)用以顯示當增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21斷線時的情況。如圖8(a)所示，當微控制單元4所預設接收的A訊號因線路斷線而異常時(即，第一差分訊號異常，此時將包括通過第一電阻35所接收的

訊號及通過第三路徑33所接收的B訊號)，將會造成基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號轉速61的下降、基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號角度62的反向、以及基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號方向63的反向。同一時間，由於

訊號、B訊號及

訊號對應的外部導線22-24皆正常(即，第二差分訊號正常，其包括通過第二路徑32所接收的

訊號及通過第四路徑34所接收的

訊號)，因此基於第二差分訊號所計算產生的第二訊號轉速71、第二訊號角度72以及第二訊號方向73皆會維持正常波形。

上述僅為本發明的其中一個具體實施例，而在微控制單元4所預設接收的

訊號、B訊號或

訊號因線路斷線而異常時，都會造成第一差分訊號或第二差分訊號的訊號組成改變，並且可基於與上述相同的方式進行訊號轉速、訊號角度與訊號方向的判斷，於此不再贅述。

圖8(b)用以顯示當增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21短路時的情況。如圖8(b)所示，當微控制單元4所預設接收的A訊號因線 路短路而異常時(即，第一差分訊號異常，此時將包括通過第一電阻35所接收的

訊號及通過第三路徑33所接收的B訊號)，將會造成基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號轉速61的下降、基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號角度62的停滯、以及基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號方向63於正向/反向之間持續跳動。同樣地，由於

訊號及

訊號皆正常(即，第二差分訊號正常，其包括

訊號及

訊號)，因此基於第二差分訊號所產生的第二訊號轉速71、第二訊號角度72以及第二訊號方向73皆會維持正常波形。

圖8(c)用以顯示當增量型編碼器2用以輸出A訊號的第一外部導線21受到短暫的干擾時的情況。如圖8(c)所示，當微控制單元4所接收的A訊號因線路干擾而造成短暫異常時(即，第一差分訊號短暫異常)，將會造成基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號轉速61的瞬間且暫時下降、基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號角度62的暫時誤差、以及基於第一差分訊號所計算產生的第一訊號方向63的暫時反向，但前述異常僅於短暫時間發生，其餘時間點為正常波形。同樣地，由於

訊號及

訊號皆正常(即，第二差分訊號正常)，因此基於第二差分訊號所計算產生的第二訊號轉速71、第二訊號角度72以及第二訊號方向73皆會維持正常波形。

如上所述，由於本發明的診斷裝置通過第一編碼器模組41接收並處理第一差分訊號，同時通過第二編碼器模組42接收並處理第二差分訊號，因此當兩組差分訊號中的任一組成的訊號有異常時，微控制單元4可以藉由冗餘輸出持續對馬達5進行控制，而不會造成馬達5停機。藉此，實可有效提高系統的可靠度。

續請參閱圖9，為本發明的冗餘效果的示意圖的第一具體實施例。如圖9(a)所示，若以相關技術的控制架構對馬達進行控制(即，如圖1所示之現有架構)，則當增量型編碼器的輸出端上用以輸出A訊號的線路於某個時間斷線時，微控制單元將會停止計算訊號計數，並且無法繼續偵測訊號方向，因此，馬達只能被迫停機。

如圖9(b)上半部所示，若採用本發明的診斷裝置(如圖2、圖3所示)，則當增量型編碼器2的輸出端上用以輸出A訊號的第一外部導線21於某個時間斷線時，此時第一編碼器模組41所接收到的第一差分訊號會包括

訊號及B訊號，而基於此第一差分訊號所計算取得的第一訊號計數81會開始產生異常。然而，第二編碼器模組42所接收到的第二差分訊號仍為預期的訊號組成(即，包括

訊號及

訊號的)。因此，基於此第二差分訊號所計算的第二訊號計數91仍然會是持續正常的。另外，雖然由第一編碼器模組41基於第一差分訊號所計算的第一訊號方向82會開始產生異常，但是由第二編碼器模組42基於第二差分訊號所計算的第二訊號方向92同樣會是持續正常的。

如圖9(b)所示，當微控制單元4經比對後判斷第一差分訊號及第二差分訊號中之一者異常時，即可藉由前文所述之方式計算所述第一訊號加速度83以及第二訊號加速度93，並且經過比對後發現第一訊號加速度83於斷線瞬間大於或等於加速度閥值50(如圖9(b)所示之虛線)，第二訊號加速度93則仍持續小於加速度閥值50。如此一來，微控制單元4可以確認第一差分訊號異常，而第二差分訊號正常。

藉此，如圖9(b)下半部所示，微控制單元4可以將第二差分訊號應用於馬達5的控制架構(即，將第二差分訊號據以計算的第二訊號計數91以 及第二訊號方向92做為馬達5的計算控制基礎)，並且捨棄第一訊號計數81與第一訊號方向82(即，捨棄第一差分訊號)，藉此達到冗餘輸出的效果，進而在A訊號斷線時保持馬達5持續運作。

以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

S30^~S46:診斷與輸出步驟

Claims (10)

1. 一種增量型編碼器的線路異常診斷方法，運用於連接一增量型編碼器及一馬達的一馬達驅動器，該馬達驅動器包括至少具有一第一編碼器模組及一第二編碼器模組的一微控制單元，該增量型編碼器輸出一A訊號、一

   

   訊號、一B訊號及一

   

   訊號，其中該

   

   訊號為該A訊號的反向訊號，該

   

   訊號為該B訊號的反向訊號，並且該診斷方法包括下列步驟：a)由該第一編碼器模組依據由該A訊號與該

   

   訊號中之一者及該B訊號與該

   

   訊號中之一者組成之一第一差分訊號計算取得一第一訊號資訊組，其中該第一訊號資訊組包括一第一訊號計數及一第一訊號方向；b)由該第二編碼器模組依據由該A訊號與該

   

   訊號中之一者，及該B訊號與該

   

   訊號中之一者組成之一第二差分訊號計算取得一第二訊號資訊組，其中該第二訊號資訊組包括一第二訊號計數及一第二訊號方向；c)該微控制單元基於該第一訊號資訊組計算一第一參數資訊組，並基於該第二訊號資訊組計算一第二參數資訊組，其中該第一參數資訊組包括一第一訊號轉速、一第一訊號角度及該第一訊號方向，該第二參數資訊組包括一第二訊號轉速、一第二訊號角度及該第二訊號方向；d)該微控制單元判斷該第一訊號方向與該第二訊號方向是否一致，於該第一訊號方向與該第二訊號方向一致時判斷該增量型編碼器與該馬達驅動器之間的多條外部導線均為線路正常，並依據基於該第一差分訊號計算取得的該第一訊號資訊組或基於該第二差分訊號計算取得的該第二訊號資訊組計算該馬達的一位置回授控制參數；及 e)該微控制單元於該第一訊號方向與該第二訊號方向不一致時執行以下步驟：e1)基於該第一訊號轉速計算一第一訊號加速度並判斷該第一訊號加速度是否大於一加速度閥值，於該第一訊號加速度大於該加速度閥值時判斷該第一編碼器模組接收的該第一差分訊號為異常，並依據基於該第二差分訊號計算取得的該第二訊號資訊組計算該馬達的該位置回授控制參數；e2)基於該第二訊號轉速計算一第二訊號加速度並判斷該第二訊號加速度是否大於該加速度閥值，於該第二訊號加速度大於該加速度閥值時判斷該第二編碼器模組接收的該第二差分訊號為異常，並依據基於該第一差分訊號計算取得的該第一訊號資訊組計算該馬達的該位置回授控制參數；及e3)當該第一訊號方向與該第二訊號方向不一致，該第一訊號加速度未大於該加速度閥值，且該第二訊號加速度未大於該加速度閥值時，判斷為速度回授訊號異常並結束診斷。
2. 如請求項1所述的診斷方法，其中該步驟e1是以一第一公式計算該第一訊號加速度，並且該步驟e2是以一第二公式計算該第二訊號加速度，其中該第一公式為：

   

   ，該第二公式為：

   

   ，其中ω ₁為該第一訊號轉速、ω ₂為該第二訊號轉速、t(k)為第二取樣時間、及t(k-1)為第一取樣時間。
3. 如請求項1所述的診斷方法，其中該加速度閥值為：

   

   ，其中T _max 為馬達最大轉矩、及J為馬達受到的總慣量。
4. 如請求項1所述的診斷方法，其中該步驟d包括下列步驟： d1)於該第一訊號方向與該第二訊號方向一致時，判斷該第一訊號角度與該第二訊號角度是否一致；d2)於該第一訊號角度與該第二訊號角度一致時，依據基於該第一差分訊號計算取得的該第一訊號資訊組及基於該第二差分訊號計算取得的該第二訊號資訊組中之一者計算該馬達的該位置回授控制參數；及d3)於該第一訊號角度與該第二訊號角度不一致時判斷為線路異常或訊號異常。
5. 如請求項4所述的診斷方法，其中該步驟d1是於該第一訊號角度與該第二訊號角度間的角度差異大於或等於一角度誤差閥值時判斷該第一訊號角度與該第二訊號角度不一致，並於該第一訊號角度與該第二訊號角度間的角度差異小於該角度誤差閥值時判斷該第一訊號角度與該第二訊號角度一致，其中該角度誤差閥值係以該馬達的轉矩誤差的10%範圍對應計算取得。
6. 如請求項4所述的診斷方法，其中該步驟d3包括下列步驟：d31)於該第一訊號角度與該第二訊號角度的方向不一致時基於該第一訊號轉速計算一第一訊號加速度，判斷該第一訊號加速度是否大於一加速度閥值，於該第一訊號加速度大於該加速度閥值時判斷該第一編碼器模組接收的該第一差分訊號為異常，並依據基於該第二差分訊號計算取得的該第二訊號資訊組計算該馬達的該位置回授控制參數；d32)基於該第二訊號轉速計算一第二訊號加速度，判斷該第二訊號加速度是否大於該加速度閥值，於該第二訊號加速度大於該加速度閥值時判斷該第二編碼器模組接收的該第二差分訊號為異常，並依據基於該第一差分訊號計算取得的該第一訊號資訊組計算該馬達的該位置回授控制參數；及 d33)當該第一訊號角度與該第二訊號角度不一致，該第一訊號加速度未大於該加速度閥值，且該第二訊號加速度未大於該加速度閥值時，判斷為速度回授訊號異常並結束診斷。
7. 如請求項6所述的診斷方法，其中該步驟d31是以一第一公式計算該第一訊號加速度，並且該步驟d32是以一第二公式計算該第二訊號加速度，其中該第一公式為：

   

   ，該第二公式為：

   

   ，並且 該加速度閥值為：

   

   ，其中ω ₁為該第一訊號轉速、ω ₂為該第二訊號轉速、t(k)為第二取樣時間、t(k-1)為第一取樣時間、T _max 為該馬達最大轉矩、及J為該馬達受到的總慣量。
8. 一種增量型編碼器的線路異常診斷裝置，至少包括連接一增量型編碼器及一馬達的一馬達驅動器，該馬達驅動器具有一微控制單元，該增量型編碼器輸出一A訊號、一

   

   訊號、一B訊號及一

   

   訊號，其中該增量型編碼器於該馬達驅動器內部經由一第一路徑提供該A訊號、經由一第二路徑提供該

   

   訊號、經由一第三路徑提供該B訊號及經由一第四路徑提供該

   

   訊號，其中該第一路徑與該第二路徑之間跨接一第一電阻，該第三路徑與該第四路徑之間跨接一第二電阻，該

   

   訊號為該A訊號的反向訊號，該

   

   訊號為該B訊號的反向訊號，其中該微控制單元包括：一第一編碼器模組，具有兩個輸入端分別連接該第一路徑及該第三路徑，並基於從該第一路徑及該第三路徑接收的該A訊號與該

   

   訊號中之一者及該B訊號與該

   

   訊號中之一者組成之一第一差分訊號以計算一第一訊號資訊組，其中該第一訊號資訊組包括一第一訊號計數及一第一訊號方向； 一第二編碼器模組，具有兩個輸入端分別連接該第二路徑及該第四路徑，並基於從該第二路徑及該第四路徑接收的該A訊號與該

   

   訊號中之一者及該B訊號與該

   

   訊號中之一者組成之一第二差分訊號以計算一第二訊號資訊組，其中該第二訊號資訊組包括一第二訊號計數及一第二訊號方向；及一診斷單元，自該第一編碼器模組的一輸出端接收該第一訊號資訊組，並自該第二編碼器模組的一輸出端接收該第二訊號資訊組，該診斷單元基於該第一訊號資訊組計算一第一參數資訊組，並基於該第二訊號資訊組計算一第二參數資訊組，其中該第一參數資訊組包括一第一訊號轉速、一第一訊號角度及該第一訊號方向，該第二參數資訊組包括一第二訊號轉速、一第二訊號角度及該第二訊號方向；其中，該診斷單元基於該第一參數資訊組與該第二參數資訊組判斷該增量型編碼器連接至該馬達驅動器的多條外部導線中之至少一者存在線路異常，或判斷該馬達的一速度回授訊號異常，並藉由基於該些外部導線中正常的導線所傳送該第一差分訊號所計算取得的該第一訊號資訊組或該第二差分訊號所計算取得的該第二訊號資訊組計算該馬達的一位置回授控制參數。
9. 如請求項8所述的診斷裝置，其中該些外部導線的線路異常包括斷線、短路或干擾，其中該外部導線斷線時對應傳輸的訊號相位會改變，該外部導線短路時對應傳輸的訊號會異常，該外部導線干擾時對應傳輸的訊號會暫時異常。
10. 如請求項8所述的診斷裝置，其中當連接該第一路徑的該外部導線發生線路異常時，該

    

    訊號同時更經由該第一電阻沿著該第一路徑被提供給該第一編碼器模組；其中當連接該第二路徑的該外部導線發生線路異常時，該A訊號同時更經由該第一電阻沿著該第二路徑被提供給該第二編碼器模組；其中當連接該第三路徑的該外部導線發生線路異常時，該

    

    訊號同時更經由該第二電阻沿著該第三路徑被提供給該第一編碼器模組；及其中當連接該第四路徑的該外部導線發生線路異常時，該B訊號同時更經由該第二電阻沿著該第四路徑被提供給該第二編碼器模組。

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